DE19517392A1 - Optical cable with heat-resistant protective layer - Google Patents
Optical cable with heat-resistant protective layerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Optisches Kabel mit mindestens einem Lichtwellenleiter und mindestens einer Schutzschicht aus hitzebeständigem Material.The invention relates to an optical cable with at least an optical fiber and at least one protective layer made of heat-resistant material.
Aus der DE 32 01 981 C2 ist ein optisches Kabel bekannt, bei dem die Lichtwellenleiter mit einer festen Umhüllung aus ver netztem Material versehen sind und die Kabelseele eine tempe raturbeständige Füllmasse enthält. Der Innenmantel des Kabels ist aus flammwidrigen Polyurethangummi hergestellt und auf diesem Innenmantel ist eine nach außen hin als Hitze- und Stauchschutz wirkende dicht geschlossene Lage aus Glasgarnen angeordnet, die mit einem hochtemperaturbeständigen Lack getränkt sind. Die hitzebeständigen Glasgarne sollen bei dem bekannten Kabel vor allem auch dadurch geschützt werden, daß der Außenmantel des Kabels aus einem Material besteht, daß einen großen Wärmebedarf besitzt, jedoch selbst nicht brenn bar ist (beispielsweise FEP oder PFA).An optical cable is known from DE 32 01 981 C2, at which the optical waveguide with a solid covering from ver mesh material are provided and the cable core a tempe contains stable filling material. The inner jacket of the cable is made of flame retardant polyurethane rubber and on this inner jacket is one to the outside as heat and Shrink-proof, tightly closed layer of glass yarn arranged with a high temperature resistant varnish are soaked. The heat-resistant glass yarns are said to Known cables are especially protected by the fact that the outer jacket of the cable is made of a material that has a large heat requirement, but does not burn itself bar (for example FEP or PFA).
Aus der DE 33 38 485 A1 ist ein optisches Kabel bekannt, des sen Außenmantel flammwidrig ausgebildet ist und z. B. aus einem Fluorpolymer besteht. Darunter ist eine Schicht aus einem hitzeisolierendem Material angebracht, das aus Glasfa sern besteht, die mit einem die Reibung minderndem Material überzogen sind (z. B. Fluorcarbon). Dadurch kann der Reibungs widerstand während der Herstellung des optischen Kabels redu ziert werden. Die Glasfasern können auch in Form von Garnen oder Bändern aufgebracht werden, ggf. auch in Form eines Geflechtes.From DE 33 38 485 A1 an optical cable is known, the sen outer jacket is flame retardant and z. B. from a fluoropolymer. There is a layer underneath attached a heat insulating material made of glass is made with a material that reduces friction are coated (e.g. fluorocarbon). This can cause friction resistance during the manufacture of the optical cable redu be decorated. The glass fibers can also be in the form of yarn or tapes are applied, possibly also in the form of a Braid.
Bei der Wärmebeanspruchung und insbesondere bei der Beflam mung eines optischen Kabels ist ein Abbrennen und damit eine Zerstörung der verschiedenen für den Kabelaufbau benutzten Materialien nicht auszuschließen. Dabei besteht die Gefahr, daß es infolge einer mehr oder minder großen Zerstörung des Kabelaufbaus zu Dämpfungserhöhungen des oder der Lichtwellen leiter kommt.In the case of thermal stress and in particular in the case of inflamation An optical cable is burned off and therefore one Destruction of the various cables used Materials cannot be excluded. There is a risk that as a result of a more or less large destruction of the Cable structure for increasing the attenuation of the light wave or waves head comes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzei gen, wie eine derartige Beeinträchtigung der Übertragungs eigenschaften des optischen Kabels im Brandfall möglichst weitgehend vermieden werden kann. Diese Aufgabe wird bei einem optischen Kabel der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Schutzschicht aus hitzebeständigem Material so ausgebildet ist, daß sie nach einer Beflammung ein röhren förmiges Gebilde für den Schutz des innenliegenden Lichtwel lenleiters bildet.The invention has for its object to provide a way conditions such as impairment of transmission properties of the optical cable in the event of fire if possible can be largely avoided. This task is at an optical cable of the type mentioned solved that the protective layer of heat-resistant material is designed so that they roar after flame treatment shaped structure for the protection of the inner light world lenleiters forms.
Die bei der Erfindung vorgesehene Schutzschicht hat somit nicht nur - wie beim Stand der Technik - eine Funktion hin sichtlich des thermischen Schutzes der Kabelseele sondern erfüllt auch nach einem Brandfall noch eine zusätzliche Auf gabe dahingehend, daß sie einen mechanischen Schutz des oder der innenliegenden Lichtwellenleiter bildet. Dieser mechani sche Schutz ist von großer Wichtigkeit, weil die sonst z. B. für die Polsterung oder Einbettung des Lichtwellenleiters vorgesehenen Elemente (Polsterschichten, weiche Füllmassen o. dgl.) im Brandfall vielfach verloren gehen und deshalb ihre Schutzwirkung nicht mehr entfalten können.The protective layer provided in the invention thus has not just a function - as in the prior art visually the thermal protection of the cable core instead fulfills an additional opening even after a fire given that they provide mechanical protection of the or the inner optical fiber forms. This mechani protection is of great importance because the z. B. for the upholstery or embedding of the optical fiber provided elements (cushion layers, soft filling masses o. Like.) are often lost in the event of fire and therefore yours Protective effect can no longer develop.
Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen wieder gegeben.Further developments of the invention are in the dependent claims again given.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention and its developments are as follows explained in more detail with reference to drawings. Show it:
Fig. 1 in Frontansicht ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem Aufbau gemäß der Erfindung und Fig. 1 in front view of a first embodiment with a structure according to the invention and
Fig. 2 in Frontansicht das Kabel nach Fig. 1 nach einer Beflammung. Fig. 2 in front view of the cable of FIG. 1 after flame treatment.
Das vorzugsweise metallfrei aufgebaute optische Kabel OC nach Fig. 1 weist einen äußeren Mantel MF auf. Darunter ist min destens eine, vorzugsweise geschlossene, Lage TE1, insbeson dere aus Glasgarnen, angebracht, die vorteilhaft aufgeseilt ist und auch als Zug- und/oder Stützelement dienen kann sowie im Brandfall zur Aufnahme von Kräften (z. B. durch Eigenge wicht verursachte Längskräfte) bei Temperatureinwirkung geeignet ist. Im vorliegenden Beispiel ist noch eine zweite derartige Lage TE2 gezeichnet. Diese Elemente TE1, TE2 können als einzelne Fasern, als Stränge oder als Bänder o. dgl. auf geseilt sein; sie können ggf. auch mit möglichst temperatur festen Lacken getränkt werden.The preferably metal-free optical cable OC according to FIG. 1 has an outer jacket MF. Below this, at least one, preferably closed, layer TE1, in particular made of glass yarn, is attached, which is advantageously roped up and can also serve as a tension and / or support element and in the event of fire to absorb forces (e.g. caused by own weight) Longitudinal forces) under the influence of temperature. In the present example, a second layer TE2 of this type is also drawn. These elements TE1, TE2 can be roped as individual fibers, as strands or as ribbons or the like; if necessary, they can also be impregnated with paints that are as temperature-resistant as possible.
Unterhalb der Lage aus Zug- und/oder Stützelementen TE1, TE2 ist eine hochtemperaturfeste Schutzschicht FE angebracht, die aus besonders hitzebeständigem Material (Glas, Keramik, Glim mer o. dgl. - ggf. auch in gemischter Form) besteht. Bevor zugt werden hier helixförmig gewickelte Bänder eingesetzt. Unterhalb der hitzebeständigen Schicht FE ist eine ein- oder mehrschichtige Schutzhülle SH für die Aufnahme des oder der Lichtwellenleiter vorgesehen, die in ihrem Inneren vorzugs weise mit Überlänge angeordnet sind.Below the layer of tension and / or support elements TE1, TE2 is a high temperature resistant protective layer FE attached made of particularly heat-resistant material (glass, ceramic, glim mer or the like - possibly also in mixed form). Before In this case, helically wound tapes are used. Below the heat-resistant layer FE is a one or multilayered protective cover SH for holding the or Optical fiber provided, which is preferred inside are arranged with excess length.
Es ist zweckmäßig, wenn die Lichtwellenleiter in einer konzentrisch zur Kabelachse verlaufenden Schutzhülle SH (Zentralrohr) angeordnet sind und nicht z. B. in Form von Hohladern oder Kammern, die um ein zugfestes Element im Zentrum herum angeordnet werden. Im vorliegenden Beispiel ist angenommen, daß die Lichtwellenleiter in Form von Bündeln LWB1-LWBn vorliegen; es ist aber auch jede andere Konfigu ration von Lichtwellenleitern denkbar, beispielsweise in Form von Bandleitungen, losen Lichtwellenleitern usw. Der Hohlraum im Inneren der Schutzhülle SH kann zweckmäßig mit einer weichen Füllmasse FC gefüllt sein. It is useful if the optical waveguide in a Protective sheath SH running concentrically to the cable axis (Central tube) are arranged and not z. B. in the form of Hollow veins or chambers around a tensile element in the Center to be arranged around. In the present example is assumed that the optical fiber in the form of bundles LWB1-LWBn are present; but it is also any other configuration ration of optical fibers conceivable, for example in the form of ribbon cables, loose optical fibers, etc. The cavity inside the protective cover SH can be conveniently with a soft filling compound FC.
Zur Verbesserung der Eigenschaften des dargestellten opti schen Kabels im Brandfall bzw. bei einer Beflammung werden die einzelnen Elemente zweckmäßig wie folgt ausgelegt:To improve the properties of the opti cable in the event of a fire or flame the individual elements are appropriately designed as follows:
Außenmantel MF: Zur Gewährleistung einer Selbstverlöschung und zur Verhinderung der Brandfortleitung werden vorteilhaft feuerhemmende Materialien verwendet. Das Mantelmaterial selbst besteht zweckmäßig aus nicht korrosiven Material. Besonders günstig ist es, hierfür sogenannte FRNC-Materialien vorzusehen. Der Außenmantel MF kann auch aus Standardwerk stoffen z. B. PE, PVC, PP usw. bestehen. Beim oder im Mantel können zusätzlich Zug- und/oder Stützelemente vorgesehen sein, die z. B. mit dem Mantelmaterial verklebt oder haft schlüssig in dieses eingebettet sind. Die Zug- und/oder Stützelemente können metallisch oder bevorzugt mineralisch (z. B. aus Glasfasern, Mineralfaser o. dgl.) aufgebaut sein. Auch der Einsatz von thermoplastischen Material hierfür ist möglich. Der Mantel MF kann ein- oder mehrschichtig ausgebil det sein und bevorzugt eine mineralisch verstärkte Schicht und/oder extrudierte Verstärkungsfäden aufweisen. Zugfeste Elemente TE1, TE2: Diese Elemente sollten zweckmäßig so aus gelegt sein, daß sie einer Beanspruchung durch Hitze mög lichst weitgehend Stand halten können, d. h. nicht oder nur in geringem Umfang verbrennen oder aufschmelzen. Bevorzugt wer den hierfür verwendet: Glasgarne oder ggf. auch Steinwolle- Fäden. Es ist zweckmäßig, die zugfesten Elemente TE1, TE2 aus zug- und/oder druckfesten Garnen auszubilden, wenn, wie oben bereits erwähnt, Zug- und/oder Stützelemente im Mantel MF vorgesehen sind, dann kann die Bestimmung aus den Elementen TE1 und TE2 entfallen.Outer jacket MF: To ensure self-extinguishing and to prevent fire from spreading will be beneficial fire retardant materials used. The jacket material itself suitably consists of non-corrosive material. It is particularly favorable to use so-called FRNC materials for this to provide. The outer jacket MF can also be made from a standard work fabrics z. B. PE, PVC, PP, etc. exist. With or in a coat can also provide tension and / or support elements be the z. B. glued or adhered to the jacket material are firmly embedded in this. The train and / or Support elements can be metallic or preferably mineral (e.g. from glass fibers, mineral fibers or the like). The use of thermoplastic material for this is also possible. The jacket MF can be formed in one or more layers det and preferably a mineral reinforced layer and / or have extruded reinforcing threads. Tensile strength Elements TE1, TE2: These elements should expediently look like this be placed so that it can be exposed to heat as far as possible, d. H. not or only in burn or melt to a small extent. Preferred who the used for this: glass yarn or possibly rock wool Threads. It is appropriate to remove the tensile elements TE1, TE2 train tensile and / or pressure resistant yarns if, as above already mentioned, tension and / or support elements in the jacket MF are provided, then the determination can be made from the elements TE1 and TE2 are omitted.
Hitzebeständige Schutzschicht FE: Diese Schutzschicht FE ist so ausgelegt, daß sie nicht nur ein Hitzeschild während der Beflammung bildet und für eine gleichmäßige Temperaturvertei lung sorgt. Vielmehr hat sie zusätzlich die Aufgabe, nach der Beflammung ein verbleibendes, etwa röhrenförmiges Gebilde für den Schutz des oder der innen befindlichen Lichtwellenleiter oder Lichtwellenleiterbündel zu bilden. Von außen auftretende Krafteinwirkungen, wie z. B. partieller Druck an etwaigen Auf lagestellen des ehemaligen Kabels und/oder Verbrennungsrück stände können somit nicht oder nur in stark verringertem Umfang auf den oder die Lichtwellenleiter LWB1-LWBn einwir ken. In Fig. 2 ist dargestellt, welche Elemente nach einer Beflammung noch vorhanden sind, wobei die gleichen Bezugszei chen wie in Fig. 1 verwendet und zur Unterscheidung zusätz lich mit einem Stern gekennzeichnet sind. Verschwunden bzw. abgebrannt sind der Außenmantel MF und die Innenhülle SH, wobei vorausgesetzt ist, daß diese Elemente keine feuerfesten Bestandteile enthalten. Die im wesentlichen röhrenförmige Gestalt der Schutzhülle FE bleibt auch während der Beflammung weitgehend erhalten. Die Schutzwirkung wird durch das etwa röhrenförmige Gebilde der Schutzschicht FE* gesichert, das eine Art von Notlaufeigenschaft des optischen Kabels OC* auch nach einer starken Hitze- bzw. Feuereinwirkung ergibt, obwohl die übrigen Elemente (MF, SH und ggf. FC) verbrannt sind. Die zugfesten Elemente TE1 und TE2 überstehen die Beflammung, wenn sie hitzebeständig ausgebildet sind (z. B. als Glas garne). Die Schutzschicht FE besteht zweckmäßig aus Einzel elementen, die helixförmig oder parallel zur Kabelachse verlaufen. Die Verseilrichtung, mit der die einzelnen Elemen te der hitzebeständigen Schutzschicht FE aufgebracht werden, wird zweckmäßig gegenläufig zu derjenigen der in der benach barten Lage angebrachten zugfesten Elemente TE1, TE2 gewählt. Es ist besonders zweckmäßig, die Schutzschicht FE in Form von Bändern auszubilden, insbesondere als Glimmer enthaltende bzw. mit Glimmer beschichtete oder laminierte Bänder. Diese haben zweckmäßig Breiten zwischen 15-40 mm und Dicken zwischen 0,15 und 0,30 mm. Die Schutzschicht FE weist vorzugsweise ein stützendes Trägermaterial, insbeson dere in Form eines Gewebes oder Geflechtes, auf, wobei dessen tragende Elemente als insbesondere als feuerfeste Fasern, zweckmäßig als Glasfasern, ausgebildet sind. Das Trägermate rial in Form eines Bandes oder Gewebes kann ein- oder mehrlagig ausgebildet sein und ist vorteilhaft auf mindestens einer Seite mit feuerfestem Material, insbesondere Glimmer, beschichtet. Die durch das Band- oder Gewebematerial der ein zelnen Fasern gebildete Grundstruktur einer bandförmigen Schutzschicht FE ergibt ein gitterartiges Stützgebilde, das günstig ist für die Stabilität und die selbst tragenden Eigen schaften des verbleibenden röhrenförmigen Gebildes nach einer Beflammung. Über der Schutzschicht FE und/oder über den zugfesten Elementen TE1 und TE2 kann zweckmäßig eine Halte wendel angebracht werden, um eine Lagesicherung zu erreichen. Bei der Schutzschicht können Mittel vorgesehen sein, die eine Längswasserdichtigkeit des Kabels gewährleisten, insbesondere kann eine Füllung mit Quellpulver und/oder Quellgarnen und/oder Quellbändern oder Füllmassen vorgesehen sein. Inner halb oder unterhalb der Schutzschicht FE befinden sich zweck mäßig nur Elemente, die weitgehend rückstandsfrei verbrennen oder nur pulverförmige bzw. staubförmige Verbrennungsprodukte hinterlassen. In diesem Bereich unterhalb der Schutzschicht FE sollten somit keine Schlacke bildenden Teile vorgesehen sein.Heat-resistant protective layer FE: This protective layer FE is designed so that it not only forms a heat shield during flame treatment and ensures an even temperature distribution. Rather, it additionally has the task of forming a remaining, approximately tubular structure for the protection of the optical waveguide or bundles of optical fibers located inside after the flame treatment. External forces, such as. B. partial pressure at any locations on the former cable and / or combustion residues can not or only to a greatly reduced extent on the or the optical waveguide LWB1-LWBn. In Fig. 2 it is shown which elements are still present after flame treatment, the same reference numerals Chen used in Fig. 1 and are additionally marked with a star to distinguish them. The outer casing MF and the inner casing SH have disappeared or burnt down, provided that these elements do not contain any refractory components. The essentially tubular shape of the protective sheath FE is largely retained even during the flame treatment. The protective effect is ensured by the roughly tubular structure of the protective layer FE *, which gives the optical cable OC * a kind of emergency running property even after exposure to excessive heat or fire, even though the other elements (MF, SH and possibly FC) are burnt . The tensile elements TE1 and TE2 survive the flaming if they are designed to be heat-resistant (e.g. as glass yarns). The protective layer FE suitably consists of individual elements that run helically or parallel to the cable axis. The direction of stranding with which the individual elements of the heat-resistant protective layer FE are applied is expediently chosen in the opposite direction to that of the tensile elements TE1, TE2 attached in the adjacent position. It is particularly expedient to form the protective layer FE in the form of tapes, in particular as tapes containing mica or coated or laminated with mica. These expediently have widths between 15-40 mm and thicknesses between 0.15 and 0.30 mm. The protective layer FE preferably has a supporting carrier material, in particular in the form of a fabric or braid, the supporting elements of which are designed in particular as refractory fibers, expediently as glass fibers. The carrier material in the form of a band or fabric can be formed in one or more layers and is advantageously coated on at least one side with refractory material, in particular mica. The basic structure of a band-shaped protective layer FE formed by the band or fabric material of the individual fibers results in a lattice-like support structure which is favorable for the stability and the self-supporting properties of the remaining tubular structure after flame treatment. Over the protective layer FE and / or over the tensile elements TE1 and TE2, a holding helix can be expediently attached in order to secure the position. In the protective layer, means can be provided which ensure the longitudinal watertightness of the cable, in particular a filling with swelling powder and / or swelling yarns and / or swelling tapes or filling compounds can be provided. Inside half or below the protective layer FE there are expediently only elements that burn largely without residue or only leave pulverulent or dusty combustion products. No slag-forming parts should therefore be provided in this area below the protective layer FE.
Innenrohr oder Schutzhülle SH: Hierfür werden zweckmäßig Materialien verwendet, die möglichst nicht brennbar sind (z. B. Glas, Keramik, Glimmer) oder zumindest möglichst verbrennen ohne zu verschlacken oder zu verbacken, z. B. PP,PE.Inner tube or protective cover SH: This is useful Materials that are as non-combustible as possible are used (e.g. glass, ceramic, mica) or at least if possible burn without slagging or baking, e.g. B. PP, PE.
Füllmasse FC: Die hierfür verwendeten Materialien sollten bei einer Verbrennung möglichst staub- oder pulverförmig verbren nen und keine verbackenden oder verkrustenden Schlackenantei le bilden.Filling compound FC: The materials used for this should include burn as dusty or powdery as possible and no caking or crusting slag le form.
Lichtwellenleiter-Adern oder Aderbündel LW1-LWBn: Auch die Beschichtungen der Lichtwellenleiter sollte möglichst bei einer Hitzebeanspruchung eher rückstandslos bzw. staub- oder pulverförmig verbrennen und nicht verkrusten oder Schlacken bilden. Optical fiber cores or core bundles LW1-LWBn: That too Coatings of the optical fibers should be as possible a heat load rather residue-free or dust-free Burn in powder form and do not crust or slag form.
Es ist zweckmäßig, wenn die Lichtwellenleiter in einer konzentrisch zur Kabelachse verlaufenden Schutzhülle SH (Zentralrohr) angeordnet sind und nicht z. B. in Form von Hohladern oder Kammern, die um ein zugfestes Element im Zen trum herum angeordnet werden.It is useful if the optical waveguide in a Protective sheath SH running concentrically to the cable axis (Central tube) are arranged and not z. B. in the form of Hollow veins or chambers around a tensile element in Zen arranged around.
Ein Aufbau entsprechend Fig. 1, bei dem die innere Schutz hülle SH aus Polypropylen hergestellt war und die hitzebe ständige Schutzschicht FE aus einer mit Glimmer beschichteten Trägerfolie bestand, während als zugfeste Elemente TE1, TE2 Glasgarne aufgeseilt waren, lieferte bei einem FRNC-Außenman tel MF während 30 min. Brandprüfung eine Dämpfungsänderung von typisch 0,1 dB bei Einmoden- und. Mehrmodenfasern, wobei der Innenraum ungefüllt war (d. h. anstelle einer Füllmasse FC nur Luft). Der gleiche Kabelaufbau jedoch unter Verwendung einer thixotropierten Dreistoff-Füllmasse ergab während 30 min. Brandprüfung ebenso eine Dämpfungsänderung von typisch 0,1 dB. Geprüft wurde in Anlehnung an IEC331: 1970 "Fire resisting characteristics of electric cables".A structure corresponding to Fig. 1, in which the inner protective sheath SH was made of polypropylene and the heat-resistant protective layer FE consisted of a carrier film coated with mica, while glass fibers were roped as tensile elements TE1, TE2, delivered to a FRNC outer jacket MF for 30 min. Fire testing a change in attenuation of typically 0.1 dB for single-mode and. Multimode fibers, the interior of which was unfilled (ie instead of a filling compound FC, only air). The same cable construction, however, using a thixotropic three-substance filling compound gave for 30 min. Fire testing also shows a change in attenuation of typically 0.1 dB. Testing was carried out in accordance with IEC331: 1970 "Fire resisting characteristics of electric cables".
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CCS TECHNOLOGY, INC., WILMINGTON, DEL., US |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |